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煤化工

1.煤化工:煤化学工业是以原煤为经过化学加工实现煤综合利用的工业。

2.煤的干馏及分类:煤在隔绝空气条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗笨和焦炭的过程称煤干馏。

按加热终温的不同,分三种:500-600C为低温干馏,700-900C为中温干馏,900-1100C为高温干馏。

3.煤的传热的过程:4.成焦的特征:5.煤气的组成、产率、影响因素:6.焦煤化学品的回收的主要方法:7.煤气的终冷除萘的方法:煤气终冷和机械除萘、终冷和焦油洗萘以及终冷和油洗萘。

8.粗笨催化加氢工艺:高温加氢、中温加氢、低温加氢。

9.煤的气化过程:是一个热化学过程,它是以煤或煤为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(气化介质),在高温条件下通过化学反应将煤或焦煤中的可燃部分转化为气体燃料的过程。

10.在固定床有哪五层:灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层11.煤气化总类型:五种基本类型(1)自热式煤的水蒸气气化(2)外热式煤的水蒸气气化(3)煤的加氢气化(4)煤的水蒸气气化和加氢气化结合制造代用天然气原理(5)煤的水蒸气气化和甲烷相结合制造代用天然气原理12.液态排渣的基本原理:13.在煤气化炉床发生的反应有哪些:14.灰团聚气化法的概念和特征及脱硫方法有哪些:灰团聚气化法是一种细粒煤流化床气化过程。

其特点是灰渣的形成和排渣方式是团聚排渣。

它是在流化床中导入氧化性高速射流,使煤中灰分在软化而未熔融的状态下,在一个锥形床中相互熔聚而黏结成含碳量较低的球状灰渣,有选择性地排出炉外。

与固态排渣相比,降低了灰渣中碳损失,也液态排渣法相比,减少了灰渣带走的显热损失,从而提高了气化过程中的碳的利用率,是煤气化排渣技术的重大发展。

15.煤的直接气化和间接气化的概念:16.煤的燃烧的主要污染物是什么:烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、灰渣。

17.煤的形成过程:泥煤(泥炭)-褐煤-烟煤(长烟煤-气煤-焦煤-肥煤-贫煤)-无烟煤18.煤的成焦过程:煤在常温开始受热,温度逐渐上升,煤料中水分首先析出,然后煤开始发生热分解,当煤受热温度在350-480C左右时,煤热解有气态、液态和固态产物出现,出现胶质体。

由于胶质体透气性不好,气体析出不易,产生了对炉墙的膨胀压力。

当超过胶质体固化温度时,则发生粘结现象,产生半焦,出现裂纹。

当温度超过650C左右时,半焦阶段结束,开始有半焦阶段形成焦炭,一直到950-1050C时,焦炭形成,结焦过程结束。

成焦过程分为煤的干燥预热阶段(<350C),胶质体形成阶段(350-480)、半焦形成阶段(480-650)和焦炭形成阶段(650-950)。

19.煤的低温干馏(热解)的产品主要取决于什么:原料煤性质、干馏炉结构、加热条件。

20.流化床返混:N=1时全返混,N趋于无穷大时无返混。

21.间接式制造水煤气主要由哪两方面过程组成:22.煤的间接、直接液化的特点比较:直接液化热效率比间接液化高,对原煤料的要求高、较适合于生产汽油和芳烃,间接液化允许采用高灰分劣质煤、较适合于生产柴油、含氧的有机化工原料和烯烃等,所以两种液化工艺各有所长,都应得到重视和发展。

1.半焦产品与哪些产品因素有关:原料煤的块度、强度、热稳定性、低温干馏炉的结构、加热速度、及温度梯度等有关。

2.低温干馏产品与组成与哪些因素有关:与原料煤性质、加热条件、加热速度、低温干馏炉的结构、加热终温以及压力有关。

3.加热速率与煤焦的三个产品的关系:提高煤的加热速率能降低半焦产率,增加焦油产率,煤气产率稍有减少,加热速度慢时,煤质在低温区间受热时间长,热解反应的选择性较强,初期热解使煤分子中较弱的键断裂,发生了平行的和顺序的热缩聚反应,形成了较稳定性好的结构,在高温阶段分解少,而在快速加热时,相应的结构分解多,所以慢速加热时固体残渣产率高.。

4.压力对焦油、半焦、气态产品之间的关系:5.内热式低温干馏与外热式相比的优缺点比较:优点:(1)热载体向煤料直接传热,热效率高,低温干馏耗热量低(2)所有装入料在干馏不同阶段加热均匀,消除部分料块过热现象(3)内热式炉没有加热的燃室或火道,简化了干馏炉结构,没有复杂的加热调节设备。

缺点:(1)装入煤料必须是块状的,并且希望粒度范围窄(2)气体热载体稀释了干馏气态产物,容积增大,增大了处理设备的容积和输送动力。

6.影响焦炭反应性与哪些因素有关:(1)原料煤性质,如煤种、煤的岩相组成、煤灰成分等;(2)炼焦工艺因素,如焦饼中心温度、结焦时间、炼焦方式(3)高炉冶炼条件,如温度、时间、氛围、碱含量等。

7.煤气的组成:8.水分对炼焦的影响:9.粗苯精制的依据原理是什么:根据沸点有差别,即挥发度不同。

粗笨精制流程有:(1)初步精馏(2)化学精制(3)最终精馏10.煤的气化主要在三种设备中进行,他们之间的操作特点:流化床、移动床、气化床(1)移动床:需要块状燃料,可处理水分大灰分高的劣质煤,当固态排渣时耗用过量的水蒸气,污水量大,并导致热效率低和气化强度低,液态排渣时提高炉温和压力,可以提高生产能力(2)流化床:温度较均匀,汽化温度低于灰的软化点,煤气中不含焦油,气流速度较高,携带焦粒较多,活性低的煤的碳的转换率低,活性高的褐煤生成的煤气中甲烷含量增加,按炉身单位容积计的气化强度不高,煤的预处理量、进料、焦粉回收、循环系统较复杂庞大,,煤气中粉尘含量高,后处理系统磨损和腐蚀较重,高温高压炉上述缺点有所改善(3)气化床:温度高,碳的转化率高,单炉生产能力大,煤气中不含焦油,污水问题小,液态排渣,氧耗量随灰的含量和熔点的增高而增加,除尘系统庞大,废热回收系统昂贵,煤处理系统庞大和耗电大。

1.成焦过程:煤在常温开始受热,温度逐渐上升,煤料中水分首先析出,然后煤开始发生热分解,当煤受热温度在350-480C左右时,煤热解有气态、液态和固态产物出现,出现胶质体。

由于胶质体透气性不好,气体析出不易,产生了对炉墙的膨胀压力。

当超过胶质体固化温度时,则发生粘结现象,产生半焦,出现裂纹。

当温度超过650C左右时,半焦阶段结束,开始有半焦阶段形成焦炭,一直到950-1050C时,焦炭形成,结焦过程结束。

成焦过程分为煤的干燥预热阶段(<350C),胶质体形成阶段(350-480)、半焦形成阶段(480-650)和焦炭形成阶段(650-950)。

2.炭化室成焦特点:3.配煤的目的与意义、配煤所用的配煤是哪些、其成焦性质特点是什么:配煤的目的及意义:多种煤的配煤炼焦主要是为了解决从前炼焦只用单种煤种,而且随着炼焦工业的发展,炼焦煤量不足。

而且还存在着炼焦炼得的焦饼缩小,推焦困难,焦煤膨胀压力很大,容易胀坏炉体,焦煤挥发份少,炼焦化学产品产率小灯缺点。

而配煤炼焦扩大了炼焦煤资源,把不能单独炼成合格冶金焦的煤,经过几种煤配合可炼出优质焦炭,还可以降低煤料的膨胀压力,增加收缩,利于推焦,并可提高化学产品产率,配煤炼焦可以少用好焦煤,多用结焦性差的煤,使我国资源不但利用合理,而且还能获得优质产品。

炼焦用煤主要是焦煤JM、肥煤FM、气煤QM和瘦煤SM以及中间过渡性牌号类构成。

肥煤的黏结性很高,在配煤中它可以起到提高黏结性的作用。

气煤挥发份含量高,黏结性低,收缩大,能形成垂直于炉墙的纵裂纹。

焦煤受热能形成热稳定性好的胶质体。

4.全负压回收、净化流程与特点:5.煤气中氨为什么要回收:6.影响粗笨吸收的因素(过程与什么有关联):7.叙述压力对煤气化过程的影响:(1)吸收温度,吸收温度决定于煤气和洗油温度,也受大气温度的影响,吸收温度高,洗油液面上粗笨蒸汽压随之增大,吸收推动力减小,从而使粗笨吸收率降低,但吸收温度低时,洗油粘度显著增加,吸收效果不好。

(2)洗油的相对分子质量及循环量,洗油的相对分子变小,则笨在洗油中的物质的量浓度也变小,吸收效果将变好。

(3)贫油含笨量,贫油含量越高,则塔后粗笨损失越大,因为粗笨吸收推动力低,吸收效率不好。

(4)吸收面积,增加吸收塔内气液两相的接触面积,有利于粗笨吸收。

8.煤质对气化的影响:(1)水分,煤的水分必须保证气化炉顶部出口煤气温度高于气体露点温度,否则需将入炉煤进行预干燥,煤种含水量过多而加热速度太快时,易导致煤料破裂,使出炉煤气带出大量煤尘(2)挥发份,挥发份主要指干馏或热解时逸出的煤气、焦油、油类及热解水(3)黏结性,结焦或强黏结的煤不用于气化过程(4)固定碳,固定碳是煤干馏后的主要成分(5)反应性,反应性大的煤及焦炭和固定碳能迅速地和H2O 或CO2进行反应(6)灰分,灰分的存在往往是影响气化过程正常进行的主要原因之一(7)煤的热稳定性,煤的热稳定性是指煤在加热时,是否易于破碎的性质(8)煤的机械强度,煤的机械强度是指煤的抗碎强度、耐磨强度和抗压强度等综合性的物理、机械性能(9)粒度,出矿的煤料含量大量粉末和细粒。

9.水煤气制气的原理:10.简述间接法制造水煤气的方法和原理:11.加压液态排渣气化炉的优缺点:加压液态排渣气化炉强化了生产,对煤气化的指标有明显改善,其优点是(1)气化炉的生产能力提高3-4倍(2)煤气中的带出物大为减少,灰渣中的碳的含量在2%一下,煤气出口温度也低(3)煤气中的CO+H2组分提高25%左右,煤气的热值也相应提高(4)水蒸气分解率高,后系统的冷凝液大为减少(5)降低了煤耗(6)改善了环境污染。

缺点;(1)对炉衬材料在高温、高压下的耐磨、耐腐蚀性能要求高(2)熔渣池的结构和材质是液态排渣炉的技术关键,还须进一步研究。

12.常压流化床气化原理:流化床气化采用0-10mm的小颗粒煤作为气化原料,气化剂同时作为流化介质,通过气化炉内的气体分布板自上而下经过床层。

根据所用原料的粒度分布和性质,控制气化剂的流速,使床内的原料煤全部处于流化状态,在剧烈的搅动和返混中,煤粒和气化剂充分接触,同时进行着化学反应和热量传递,利用碳燃烧放出的热量,提供给煤粒进行干燥、干馏和气化,生成的煤气在离开流化床床层时,夹带着大量细小颗粒有炉顶离开气化炉,部分密度较重的渣粒由炉底排灰机构排除。

在流化床气化炉内进行的反应有:碳的燃烧反应、二氧化碳的还原反应、水蒸气分解反应及水煤气变换反应。

13.U-Das的气化工艺特点:(1)灰分熔聚及分离,U-Gas气化工艺的主要特点是在流化床中灰渣与半焦的选择性分离,即煤种的碳被气化,同时灰被熔聚成球形颗粒,并从床层中分离出来。

(2)对煤种有广泛的适应性。

U-Gas气化工艺的主要优点在于它具有较广泛的煤种适应性和高的碳转换率。

14.气流床气化法的基本原理和特点:当气体流过固体床层时,进一步提高气体流速至超过某一数值,则床层不能再保持流化态,固体颗粒与气体质点流动类似被分散悬浮在气流中,被气流带出容器,此种形式称为气流床。

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